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JP7512907B2 - Underwater Equipment - Google Patents
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JP7512907B2 - Underwater Equipment - Google Patents

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Description

本発明は、水中機器に関する。 The present invention relates to underwater equipment.

従来、水中で用いられる水中機器として、例えば、国際公開第2014/163141号に記載されるように、バラストタンクを備え、バラストタンクへ注排水することにより浮力調整を行うものが知られている。この水中機器は、圧縮空気を充填したタンクを有しており、バラストタンクの排水時にバラストタンクへ圧縮空気を供給して排水を促している。 Conventionally, as an underwater device used underwater, for example, as described in International Publication No. 2014/163141, a device that has a ballast tank and adjusts buoyancy by filling and discharging air into the ballast tank is known. This underwater device has a tank filled with compressed air, and when discharging the ballast tank, compressed air is supplied to the ballast tank to promote discharging the ballast tank.

国際公開第2014/163141号International Publication No. 2014/163141

このような水中機器は、水中活動を継続して行うことが難しい。例えば、バラストタンクの排水時に圧縮空気が必要であり、圧縮空気を使い切ってしまうと圧縮空気の補充が必要となる。このため、陸上へ移動したり支援船舶により支援を受けるなどして圧縮空気の補充を行うことが必要となり、水中活動を中断せざるを得ない。 It is difficult to continue underwater activities with such underwater equipment. For example, compressed air is required when draining ballast tanks, and once the compressed air runs out, it must be replenished. This requires moving to land or receiving support from a support vessel to replenish the compressed air, which means that underwater activities must be interrupted.

そこで、水中活動を継続して行える水中機器の開発が望まれている。 Therefore, there is a need to develop underwater equipment that allows continuous underwater activities.

そこで、本開示の一態様に係る水中機器は、水中で用いられる水中機器において、注排水により浮力調整を行うバラストタンクと、バラストタンクに対し注排水を行う注排水部と、バラストタンク内の気圧を計測する気圧計測部と、バラストタンクと外部を連通し、バラストタンクにエアを供給するための配管と、配管に設けられ配管の連通状態と遮断状態を切り替える開閉弁と、バラストタンクへのエア補充の制御を行う制御部とを備え、制御部は、バラストタンクの基準水位時の気圧を基準気圧に設定し、注排水を行うバラストタンク内の気圧が基準気圧以下に設定される閾値未満となった場合に水面への浮上を行わせ、開閉弁を作動させ配管を連通状態とし配管を通じ外部からバラストタンクへエアを補充させるように構成されている。この水中機器によれば、圧縮空気を用いることなく、バラストタンクへエアを供給することができる。このため、圧縮空気の補充を行うことなく、継続して水中活動を行うことができる。また、圧縮空気を貯留するためのタンクが不要であり、圧縮空気をバラストタンクへ送り込む設備も不要である。このため、水中機器の小型化を図ることができ、圧縮空気のタンク等の設置のためのスペースを他の用途に有効利用することができる。 In accordance with one aspect of the present disclosure, the underwater device is an underwater device used underwater, and includes a ballast tank for adjusting buoyancy by filling and discharging air, a filling and discharging unit for filling and discharging air into the ballast tank, an air pressure measuring unit for measuring the air pressure in the ballast tank, a pipe for connecting the ballast tank to the outside and supplying air to the ballast tank, an on-off valve for switching the on-off state and off-off state of the pipe, and a control unit for controlling the refilling of air into the ballast tank. The control unit is configured to set the air pressure at the reference water level of the ballast tank to the reference air pressure, and when the air pressure in the ballast tank for filling and discharging air falls below a threshold value set to be equal to or lower than the reference air pressure, to cause the ballast tank to rise to the water surface, to operate the on-off valve to open the pipe, and to refill the ballast tank with air from the outside through the pipe. With this underwater device, air can be supplied to the ballast tank without using compressed air. Therefore, underwater activities can be continuously performed without refilling compressed air. In addition, a tank for storing compressed air is not required, and equipment for sending compressed air to the ballast tank is not required. This allows for the miniaturization of underwater equipment, and the space saved by installing compressed air tanks, etc. can be effectively used for other purposes.

また、本開示の一態様に係る水中機器において、基準気圧は大気圧であってもよい。この場合、配管を通じてバラストタンクの内部を水中機器の外部と連通することにより、バラストタンクの基準水位時の気圧を容易に基準気圧に設定することができる。 In addition, in the underwater device according to one embodiment of the present disclosure, the reference air pressure may be atmospheric pressure. In this case, by connecting the inside of the ballast tank to the outside of the underwater device through piping, the air pressure at the reference water level in the ballast tank can be easily set to the reference air pressure.

また、本開示の一態様に係る水中機器において、水中機器は、水流により発電する水流発電装置であってもよい。 In addition, in the underwater device according to one aspect of the present disclosure, the underwater device may be a water current power generation device that generates power using a water current.

本開示に係る発明によれば、水中機器の水中活動を継続して行うことができる。 The invention disclosed herein allows underwater equipment to continue underwater activities.

本開示の実施形態に係る水中機器の概要を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overview of an underwater device according to an embodiment of the present disclosure. 図1の水中機器の電気的構成の概要を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of the electrical configuration of the underwater equipment of FIG. 1 . 図1の水中機器の動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing the operation of the underwater equipment of FIG. 1 .

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that in the description of the drawings, the same elements are given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.

図1は、本開示の実施形態に係る水中機器の概要を示す図である。図2は、水中機器の電気的構造の概要図である。 Figure 1 is a diagram showing an overview of an underwater device according to an embodiment of the present disclosure. Figure 2 is a diagram showing a schematic of the electrical structure of the underwater device.

図1に示すように、水中機器1は、水中で用いられる機器であり、水中で作動する水流発電装置に適用したものである。例えば、水中機器1は、水中に本体11を浮遊させ、本体11に設けられたタービン12を水流によって回転させ、タービン12の回転によって発電を行う。この水中機器1は、例えば海洋に設置され、海流によって発電する。本体11は、係留ロープ13によりアンカ14に係留されている。アンカ14は、海底に設置される重量物である。本体11には、図示しないケーブルが接続され、このケーブルを通じて発電した電力が伝送される。水中機器1は、浮力調整により、水面への浮上及び水中への沈降を行うことができる。なお、水中機器1は、水中で用いられる機器であり、潜行せず水上のみを移動する船舶、移動体などを含まない。 As shown in FIG. 1, the underwater device 1 is a device used underwater, and is applied to a water current power generation device that operates underwater. For example, the underwater device 1 floats a main body 11 underwater, rotates a turbine 12 provided on the main body 11 by the water current, and generates electricity by the rotation of the turbine 12. The underwater device 1 is installed, for example, in the ocean and generates electricity by ocean currents. The main body 11 is moored to an anchor 14 by a mooring rope 13. The anchor 14 is a heavy object installed on the seabed. A cable (not shown) is connected to the main body 11, and the generated electricity is transmitted through this cable. The underwater device 1 can float to the water surface and sink underwater by adjusting its buoyancy. Note that the underwater device 1 is a device used underwater, and does not include ships, moving objects, etc. that do not submerge but move only on the water surface.

図2に示すように、水中機器1は、バラストタンク2、注排水部3、気圧計測部4、液位計測部5、配管6、開閉弁7及び制御部8を備えている。水中機器1の本体11内には、バラストタンク2が設けられている。バラストタンク2は、注排水により水中機器1の浮力調整を行うタンクである。例えば、バラストタンク2は、水中機器1の外部の海水を注水して浮力を低下させ、内部の海水を排水して浮力を上昇させる。注排水部3は、バラストタンク2に対し注排水を行う注排水ユニットである。注排水部3は、バラストタンク2と水中機器1の外部を連通する管体31の途中に設けられている。例えば、注排水部3はポンプを有し、このポンプの作動により管体31を通じバラストタンク2に対する注排水を行う。注排水部3は、制御部8に電気的に接続され、制御部8の制御信号に従って作動する。なお、図2では説明の便宜上、管体31として一本の管のみを図示しているが、管体31は注水用と排水用の複数の管により構成されていてもよい。 As shown in FIG. 2, the underwater device 1 includes a ballast tank 2, an injection/drainage unit 3, an air pressure measuring unit 4, a liquid level measuring unit 5, piping 6, an on-off valve 7, and a control unit 8. The ballast tank 2 is provided inside the main body 11 of the underwater device 1. The ballast tank 2 is a tank that adjusts the buoyancy of the underwater device 1 by injecting and discharging water. For example, the ballast tank 2 injects seawater from outside the underwater device 1 to reduce its buoyancy, and discharges seawater from inside the tank to increase its buoyancy. The injection/drainage unit 3 is a unit that injects and drains water into and from the ballast tank 2. The injection/drainage unit 3 is provided midway through a pipe 31 that connects the ballast tank 2 to the outside of the underwater device 1. For example, the injection/drainage unit 3 has a pump, and the operation of the pump injects and drains water into and from the ballast tank 2 through the pipe 31. The injection/drainage unit 3 is electrically connected to the control unit 8 and operates according to a control signal from the control unit 8. For ease of explanation, FIG. 2 shows only one pipe as the pipe body 31, but the pipe body 31 may be made up of multiple pipes for water injection and drainage.

気圧計測部4は、バラストタンク2内の気圧を計測する気圧計測器である。例えば、気圧計測部4としては、気圧を計測可能な気圧センサが用いられる。この気圧計測部4としては、バラストタンク2内の気圧を計測できるものであれば、いずれのタイプの気圧センサを用いてもよい。気圧計測部4は、バラストタンク2に設けられ、バラストタンク2の内部のエアの気圧を計測する。気圧計測部4は、制御部8に電気的に接続され、制御部8に対し計測信号を出力する。 The air pressure measuring unit 4 is an air pressure measuring device that measures the air pressure inside the ballast tank 2. For example, an air pressure sensor capable of measuring air pressure is used as the air pressure measuring unit 4. Any type of air pressure sensor may be used as the air pressure measuring unit 4 as long as it can measure the air pressure inside the ballast tank 2. The air pressure measuring unit 4 is provided in the ballast tank 2 and measures the air pressure inside the ballast tank 2. The air pressure measuring unit 4 is electrically connected to the control unit 8 and outputs a measurement signal to the control unit 8.

液位計測部5は、バラストタンク2内の水位を計測する液位計測器である。例えば、液位計測部5としては、水位を計測可能な液位センサが用いられる。この液位計測部5としては、バラストタンク2内の水位を計測できるものであれば、いずれのタイプの液位センサを用いてもよい。液位計測部5は、バラストタンク2に設けられ、バラストタンク2の内部の水位を計測する。液位計測部5は、制御部8に電気的に接続され、制御部8に対し計測信号を出力する。 The liquid level measuring unit 5 is a liquid level measuring device that measures the water level in the ballast tank 2. For example, a liquid level sensor capable of measuring the water level is used as the liquid level measuring unit 5. Any type of liquid level sensor may be used as the liquid level measuring unit 5 as long as it can measure the water level in the ballast tank 2. The liquid level measuring unit 5 is provided in the ballast tank 2 and measures the water level inside the ballast tank 2. The liquid level measuring unit 5 is electrically connected to the control unit 8 and outputs a measurement signal to the control unit 8.

配管6は、バラストタンク2と水中機器1の外部を連結し、バラストタンク2に外部からエアを供給するための管体である。例えば、配管6の一端はバラストタンク2の上部に接続され、配管6の他端は水中機器1の上部で水中機器1の外部と連なっている。このため、バラストタンク2内の気圧が大気圧より低い場合、配管6を通じてバラストタンク2内へエアを取り込むことができる。 The piping 6 is a tube that connects the ballast tank 2 to the outside of the underwater equipment 1 and supplies air to the ballast tank 2 from the outside. For example, one end of the piping 6 is connected to the top of the ballast tank 2, and the other end of the piping 6 is connected to the outside of the underwater equipment 1 at the top of the underwater equipment 1. Therefore, when the air pressure inside the ballast tank 2 is lower than atmospheric pressure, air can be taken into the ballast tank 2 through the piping 6.

開閉弁7は、配管6に設けられ、配管6の連通状態と遮断状態を切り替えるバルブである。開閉弁7としては、例えば電磁弁が用いられ、制御信号に応じて開閉する。開閉弁7が閉弁している場合、配管6は遮断状態となり、バラストタンク2には外気のエアが供給されない。一方、開閉弁7が開弁している場合、配管6は連通状態となり、バラストタンク2には外気のエアが供給される。開閉弁7は、制御部8に電気的に接続され、制御部8の制御信号に従って開閉する。 The on-off valve 7 is provided in the piping 6 and is a valve that switches the piping 6 between an open state and a closed state. For example, a solenoid valve is used as the on-off valve 7, and it opens and closes in response to a control signal. When the on-off valve 7 is closed, the piping 6 is in a closed state, and outside air is not supplied to the ballast tank 2. On the other hand, when the on-off valve 7 is open, the piping 6 is in a connected state, and outside air is supplied to the ballast tank 2. The on-off valve 7 is electrically connected to the control unit 8, and opens and closes in response to a control signal from the control unit 8.

制御部8は、水中機器1の作動を制御する制御器又は電子制御ユニットであり、特に水中機器1におけるバラストタンク2のへのエア供給の制御を行う。また、制御部8は、水中機器1の浮力調整の制御及びバラストタンク2の注排水制御を行う。制御部8としては、例えばCPU(CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)等のハードウェアと、ROMに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータが用いられる。 The control unit 8 is a controller or electronic control unit that controls the operation of the underwater equipment 1, and in particular controls the air supply to the ballast tank 2 in the underwater equipment 1. The control unit 8 also controls the buoyancy adjustment of the underwater equipment 1 and the filling and draining of the ballast tank 2. The control unit 8 is, for example, a computer composed of hardware such as a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), and RAM (Random Access Memory), and software such as programs stored in the ROM.

制御部8は、各種センサの計測信号を読み込んで記録する。例えば、制御部8は、気圧計測部4から出力される計測信号を読み込んで記録する。また、制御部8は、液位計測部5から出力される計測信号を読み込んで記録する。この記録処理は、所定の周期で繰り返し行われる。制御部8は、基準気圧の設定処理を行う。基準気圧は、バラストタンク2内の基準となる気圧であり、例えば大気圧が基準気圧とされる。具体的には、制御部8は、バラストタンク2内の海水が基準水位となっており水中機器1が水面に浮上している場合に、開閉弁7を開くことにより配管6を通じてバラストタンク2の内部を外気と連通させる。これにより、バラストタンク2内の気圧が大気圧となり、基準気圧が大気圧として設定される。ここで基準水位は、例えばバラストタンク2における最低水位とされる。 The control unit 8 reads and records the measurement signals of the various sensors. For example, the control unit 8 reads and records the measurement signals output from the air pressure measurement unit 4. The control unit 8 also reads and records the measurement signals output from the liquid level measurement unit 5. This recording process is repeated at a predetermined cycle. The control unit 8 performs a process of setting the reference air pressure. The reference air pressure is the reference air pressure in the ballast tank 2, and for example, the atmospheric pressure is set as the reference air pressure. Specifically, when the seawater in the ballast tank 2 is at the reference water level and the underwater equipment 1 is floating on the water surface, the control unit 8 opens the opening/closing valve 7 to communicate the inside of the ballast tank 2 with the outside air through the piping 6. As a result, the air pressure in the ballast tank 2 becomes atmospheric pressure, and the reference air pressure is set as atmospheric pressure. Here, the reference water level is, for example, the lowest water level in the ballast tank 2.

制御部8は、気圧の閾値を設定する。例えば、制御部8は、基準気圧以下の気圧値を気圧の閾値として設定する。この閾値は、バラストタンク2内の気圧が低下したことを認識するための気圧値である。制御部8は、注排水制御を行う。例えば、制御部8は、水中機器1の沈降及び浮上の指令に応じて、水中機器1の浮力を調整すべく、バラストタンク2の注排水制御を行う。具体的には、制御部8は、注排水部3に制御信号を出力して注排水部3を作動させる。注排水部3は、水中機器1を沈降させる場合、管体31を通じてバラストタンク2内へ海水を注入する。一方、注排水部3は、水中機器1を浮上させる場合、管体31を通じてバラストタンク2から海水を排水する。このとき、注排水部3は、圧縮空気を用いることなく、ポンプなどの動力により海水をバラストタンク2から排出する。 The control unit 8 sets the threshold air pressure. For example, the control unit 8 sets an air pressure value equal to or lower than the reference air pressure as the threshold air pressure. This threshold air pressure value is used to recognize that the air pressure in the ballast tank 2 has dropped. The control unit 8 performs filling and draining control. For example, the control unit 8 performs filling and draining control of the ballast tank 2 to adjust the buoyancy of the underwater device 1 in response to a command to sink and surface the underwater device 1. Specifically, the control unit 8 outputs a control signal to the filling and draining unit 3 to operate the filling and draining unit 3. When the underwater device 1 is to sink, the filling and draining unit 3 fills seawater into the ballast tank 2 through the pipe 31. On the other hand, when the underwater device 1 is to surface, the filling and draining unit 3 drains seawater from the ballast tank 2 through the pipe 31. At this time, the filling and draining unit 3 discharges seawater from the ballast tank 2 by power such as a pump without using compressed air.

制御部8は、気圧の判定処理を行う。気圧の判定処理は、バラストタンク2内の気圧が閾値未満であるか否かを判定する処理である。制御部8は、気圧計測部4により計測される気圧が閾値未満であるか否かを判定する。制御部8は、水中機器1の浮上制御を行う。この浮上制御は、バラストタンク2にエアの補充が必要な時に水中機器1を水面へ浮上させる制御である。例えば、制御部8は、バラストタンク2から海水を排出し水中機器1の浮力を増大させて水中機器1を浮上させる。制御部8は、エアの補充処理を行う。この補充処理は、バラストタンク2内へエアを補充させる処理である。例えば、制御部8は、水中機器1が水面へ浮上している場合に、開閉弁7を開く。これにより、バラストタンク2の内部と外気が連通し、配管6を通じてバラストタンク2内へエアが供給される。 The control unit 8 performs an air pressure determination process. The air pressure determination process is a process for determining whether or not the air pressure in the ballast tank 2 is below a threshold value. The control unit 8 determines whether or not the air pressure measured by the air pressure measurement unit 4 is below a threshold value. The control unit 8 performs a floating control of the underwater device 1. This floating control is a control for floating the underwater device 1 to the water surface when the ballast tank 2 needs to be replenished with air. For example, the control unit 8 discharges seawater from the ballast tank 2 to increase the buoyancy of the underwater device 1, causing the underwater device 1 to float. The control unit 8 performs an air replenishment process. This replenishment process is a process for replenishing air into the ballast tank 2. For example, the control unit 8 opens the opening/closing valve 7 when the underwater device 1 has floated to the water surface. This allows the inside of the ballast tank 2 to communicate with the outside air, and air is supplied into the ballast tank 2 through the piping 6.

制御部8は、例えば、上述した気圧の設定処理、注排水制御、気圧の判定処理、浮上制御及びエアの補充処理を機能させるプログラムを導入することにより、それぞれの処理及び制御を実行する。また、制御部8は、それぞれの処理又は制御を実行する個別の制御ユニットを備えて構成されていてもよい。例えば、制御部8は、気圧設定部、注排水制御部、気圧判定部、浮上制御部及びエア補充部というように、個別の制御ユニットを備えるように構成されていてもよい。 The control unit 8 executes each process and control by, for example, introducing a program that causes the above-mentioned air pressure setting process, filling and draining control, air pressure determination process, floating control, and air refilling process to function. The control unit 8 may also be configured with individual control units that execute each process or control. For example, the control unit 8 may be configured to have individual control units, such as an air pressure setting unit, a filling and draining control unit, an air pressure determination unit, a floating control unit, and an air refilling unit.

次に、本実施形態に係る水中機器1の動作について説明する。 Next, the operation of the underwater device 1 according to this embodiment will be described.

図3は、水中機器1のエア補充制御を示すフローチャートである。図3のフローチャートは、例えば水中機器1の作動時に制御部8によって実行される。まず、ステップS10(以下、単に「S10」という。以降のステップについても同様とする。)に示されるように、基準気圧の設定処理が行われる。この設定処理は、バラストタンク2内の海水が基準水位である時の基準気圧を設定する処理である。例えば、制御部8は、バラストタンク2内の海水が基準水位(例えば最低水位)となっており水中機器1が水面に浮上している場合に、開閉弁7を開くことにより配管6を通じてバラストタンク2の内部を外気と連通させる。これにより、バラストタンク2内の気圧が大気圧となり、基準気圧が大気圧として設定される。 Figure 3 is a flowchart showing the air replenishment control of the underwater device 1. The flowchart in Figure 3 is executed by the control unit 8, for example, when the underwater device 1 is in operation. First, as shown in step S10 (hereinafter simply referred to as "S10", and the same applies to the subsequent steps), a reference air pressure setting process is performed. This setting process is a process for setting the reference air pressure when the seawater in the ballast tank 2 is at the reference water level. For example, when the seawater in the ballast tank 2 is at the reference water level (e.g., the lowest water level) and the underwater device 1 is floating on the water surface, the control unit 8 opens the opening/closing valve 7 to communicate the inside of the ballast tank 2 with the outside air through the piping 6. As a result, the air pressure in the ballast tank 2 becomes atmospheric pressure, and the reference air pressure is set as atmospheric pressure.

次いで、S12に制御処理が移行し、注排水制御が行われる。注排水制御は、水中機器1を沈降又は浮上させるためにバラストタンク2に対し注排水を行う制御である。例えば、水中機器1を沈降させる場合、制御部8は、注排水部3に制御信号を出力し注排水部3を作動させ、管体31を通じてバラストタンク2内へ海水を注入させる。一方、水中機器1を浮上させる場合、制御部8は、注排水部3に制御信号を出力し注排水部3を作動させ、管体31を通じてバラストタンク2内から海水を排出させる。 Then, the control process proceeds to S12, where the filling and draining control is performed. The filling and draining control is a control for filling and draining the ballast tank 2 in order to sink or surface the underwater device 1. For example, when sinking the underwater device 1, the control unit 8 outputs a control signal to the filling and draining unit 3 to operate the filling and draining unit 3 and inject seawater into the ballast tank 2 through the pipe body 31. On the other hand, when surfacing the underwater device 1, the control unit 8 outputs a control signal to the filling and draining unit 3 to operate the filling and draining unit 3 and discharge seawater from the ballast tank 2 through the pipe body 31.

このようにバラストタンク2に対する注排水を行うことにより、バラストタンク2内のエアが海水に溶け込みその海水が排出される。これにより、バラストタンク2内のエアが減ることでバラストタンク2内の気圧が徐々に低下し基準気圧より低下することとなる。 By filling and discharging the ballast tank 2 in this way, the air in the ballast tank 2 dissolves into seawater, which is then discharged. This reduces the amount of air in the ballast tank 2, causing the air pressure in the ballast tank 2 to gradually decrease and fall below the reference air pressure.

そして、S14に制御処理が移行し、制御部8により、バラストタンク2内の気圧が閾値未満であるか否かが判定される。すなわち、制御部8は、気圧計測部4により計測される気圧が予め定めた閾値未満であるか否かを判定する。このように、バラストタンク2内の気圧が閾値未満であるか否かを判定することにより、バラストタンク2にエアを補充すべき時であるか否かを判断することができる。 Then, the control process proceeds to S14, where the control unit 8 determines whether the air pressure inside the ballast tank 2 is below the threshold value. That is, the control unit 8 determines whether the air pressure measured by the air pressure measurement unit 4 is below a predetermined threshold value. In this way, by determining whether the air pressure inside the ballast tank 2 is below the threshold value, it is possible to determine whether it is time to refill the ballast tank 2 with air.

S14において、バラストタンク2内の気圧が閾値未満でないと判定された場合、S20に制御処理が移行する。一方、S14において、バラストタンク2内の気圧が閾値未満であると判定された場合、浮上制御が行われる(S16)。浮上制御は、バラストタンク2にエアを補充するために水中機器1を水面へ浮上させる制御である。例えば、制御部8は、注排水部3に制御信号を出力して注排水部3を作動させバラストタンク2内の海水を排出させる。これにより、水中機器1の浮力が増大して、水中機器1が水面に向けて浮上する。 If it is determined in S14 that the air pressure in the ballast tank 2 is not below the threshold, the control process proceeds to S20. On the other hand, if it is determined in S14 that the air pressure in the ballast tank 2 is below the threshold, surfacing control is performed (S16). The surfacing control is a control for causing the underwater device 1 to float to the water surface in order to replenish air into the ballast tank 2. For example, the control unit 8 outputs a control signal to the filling and discharging unit 3 to operate the filling and discharging unit 3 and discharge seawater from the ballast tank 2. This increases the buoyancy of the underwater device 1, causing the underwater device 1 to float toward the water surface.

そして、水中機器1が水面まで浮上したら、エアの補充処理が行われる(S18)。エアの補充処理は、バラストタンク2内へ外気を導入しエア補充する処理である。例えば、制御部8は、開閉弁7に制御信号を出力し、開閉弁7を開き、配管6を連通状態とする。これにより、バラストタンク2の内部と外気が連通し、配管6を通じてバラストタンク2内へエアが供給される。このとき、バラストタンク2内の気圧は、大気圧より低くなっているため、開閉弁7を開くだけで、バラストタンク2内にエアを容易に補充することができる。このとき、バラストタンク2の水位は、例えば基準水位とされる。このように、外気を用いてバラストタンク2のエア補充を行うことにより、水中機器1に圧縮空気を搭載する必要がない。このため、水中機器の小型化を図ることができる。また、圧縮空気のタンク等の設置のためのスペースが不要であるため、水中機器1の内部スペースを他の用途に有効利用することができる。 Then, when the underwater device 1 rises to the water surface, air refilling processing is performed (S18). The air refilling processing is a processing for introducing outside air into the ballast tank 2 to refill air. For example, the control unit 8 outputs a control signal to the on-off valve 7 to open the on-off valve 7 and put the piping 6 into a communication state. As a result, the inside of the ballast tank 2 communicates with the outside air, and air is supplied into the ballast tank 2 through the piping 6. At this time, since the air pressure in the ballast tank 2 is lower than the atmospheric pressure, air can be easily refilled into the ballast tank 2 simply by opening the on-off valve 7. At this time, the water level of the ballast tank 2 is set to, for example, the reference water level. In this way, by refilling the ballast tank 2 with air using outside air, it is not necessary to carry compressed air in the underwater device 1. Therefore, the underwater device can be made smaller in size. In addition, since no space is required for installing a compressed air tank or the like, the internal space of the underwater device 1 can be effectively used for other purposes.

そして、S20に制御処理が移行し、水中機器1の作動を完了するか否かが判定される。水中機器1の作動を完了する場合とは、水中機器1の稼働を停止する場合であって、例えば水中機器1のメンテナンスを行う場合や水中機器1を撤収する場合などである。水中機器1の作動を完了しない場合とは、水中機器1を継続して稼働させる場合である。S20において水中機器1の作動を完了しないと判定された場合、S12に制御処理が戻り、注排水制御が実行される。一方、S20において水中機器1の作動を完了すると判定された場合、図3の一連の制御処理を終了する。 Then, the control process proceeds to S20, where it is determined whether or not the operation of the underwater device 1 is to be completed. Completing the operation of the underwater device 1 means stopping the operation of the underwater device 1, for example, when performing maintenance on the underwater device 1 or when removing the underwater device 1. Not completing the operation of the underwater device 1 means continuing to operate the underwater device 1. If it is determined in S20 that the operation of the underwater device 1 is not to be completed, the control process returns to S12, and filling and draining control is executed. On the other hand, if it is determined in S20 that the operation of the underwater device 1 is to be completed, the series of control processes in FIG. 3 is terminated.

以上説明したように、本実施形態に係る水中機器1によれば、圧縮空気を用いることなく、バラストタンク2へエアを供給することができる。このため、圧縮空気の補充を行うことなく、継続して水中活動を行うことができる。つまり、圧縮空気を使い切った時に稼働を中断して圧縮空気を補充する必要がない。従って、水中機器1の水中活動が効率良く行うことができる。 As described above, the underwater equipment 1 according to this embodiment can supply air to the ballast tank 2 without using compressed air. Therefore, underwater activities can be continued without refilling compressed air. In other words, there is no need to stop operation and refill compressed air when the compressed air runs out. Therefore, underwater activities of the underwater equipment 1 can be carried out efficiently.

また、本実施形態に係る水中機器1によれば、圧縮空気を貯留するためのタンクが不要であり、圧縮空気をバラストタンク2へ送り込む設備も不要である。このため、水中機器1の小型化を図ることができ、圧縮空気のタンク等の設置のためのスペースを他の用途に有効利用することができる。 In addition, with the underwater device 1 according to this embodiment, a tank for storing compressed air is not required, and no equipment for sending compressed air to the ballast tank 2 is required. This allows the underwater device 1 to be made smaller, and the space for installing a compressed air tank, etc. can be effectively used for other purposes.

また、本実施形態に係る水中機器1において、基準気圧を大気圧とする場合、配管6を通じてバラストタンク2の内部を水中機器1の外部と連通することにより、バラストタンク2の基準水位時の気圧を容易に基準気圧に設定することができる。 In addition, in the underwater device 1 according to this embodiment, when the reference air pressure is atmospheric pressure, the air pressure at the reference water level in the ballast tank 2 can be easily set to the reference air pressure by connecting the inside of the ballast tank 2 to the outside of the underwater device 1 through the piping 6.

このように、本開示は、例えば、国連が主導する持続可能な開発目標(Sustainable Development Goals:SDGs)の目標14海の豊かさを守ろう「海洋と海洋資源を持続可能な開発に向けて保全し、持続可能な形で利用する」に貢献することができる。 In this way, this disclosure can contribute, for example, to Goal 14 of the United Nations-led Sustainable Development Goals (SDGs): "Conserve and sustainably use the oceans, seas and marine resources for sustainable development."

以上のように、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形態様で実施することができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can be implemented in various modified forms without departing from the spirit of the claims.

例えば、上述した実施形態においては、水中機器1を海中に設置して発電する場合について説明したが、河川などの水中に設置して発電を行うものであってもよい。この場合であっても、上述した実施形態と同様な作用効果を得ることができる。 For example, in the above embodiment, the underwater device 1 is installed in the sea to generate power, but it may be installed underwater, such as in a river, to generate power. Even in this case, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.

また、上述した実施形態においては、水中機器1を水流発電装置に適用した場合について説明したが、水中機器1を水流発電装置以外の機器に適用してもよい。例えば、水中機器1を潜水調査船、水中探査船、潜水艦などに適用してもよい。この場合であっても、上述した実施形態と同様な作用効果を得ることができる。 In addition, in the above-mentioned embodiment, the underwater device 1 is applied to a water current power generation device, but the underwater device 1 may be applied to devices other than a water current power generation device. For example, the underwater device 1 may be applied to a submersible research vessel, an underwater exploration vessel, a submarine, etc. Even in this case, the same effects as those of the above-mentioned embodiment can be obtained.

1 水中機器
2 バラストタンク
3 注排水部
4 気圧計測部
5 液位計測部
6 配管
7 開閉弁
8 制御部
11 本体
12 タービン
13 係留ロープ
14 アンカ
31 管体
Reference Signs List 1 Underwater equipment 2 Ballast tank 3 Injection/discharge section 4 Pressure measurement section 5 Liquid level measurement section 6 Pipe 7 Opening/closing valve 8 Control section 11 Main body 12 Turbine 13 Mooring rope 14 Anchor 31 Pipe body

Claims (4)

水中で用いられる水中機器において、
注排水により浮力調整を行うバラストタンクと、
前記バラストタンクに対し注排水を行う注排水部と、
前記バラストタンク内の気圧を計測する気圧計測部と、
前記バラストタンクと外部を連通し、前記バラストタンクにエアを供給するための配管と、
前記配管に設けられ、前記配管の連通状態と遮断状態を切り替える開閉弁と、
前記バラストタンクへのエア補充の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記バラストタンクにエアを補充するために前記水中機器を水面へ浮上させる浮上制御を行い、
前記バラストタンクの基準水位時の気圧を基準気圧に設定し、注排水を行う前記バラストタンク内の気圧が基準気圧以下に設定される閾値未満となった場合に前記浮上制御により前記水中機器の全体の水面への浮上を行わせ、前記開閉弁を作動させ前記配管を連通状態とし前記配管を通じ外部から前記バラストタンクへエアを補充させる、
水中機器。
In underwater equipment used underwater,
A ballast tank that adjusts buoyancy by filling and discharging water;
An inlet/outlet unit for injecting and discharging the ballast tank;
An air pressure measuring unit that measures the air pressure in the ballast tank;
A pipe for connecting the ballast tank to the outside and supplying air to the ballast tank;
an on-off valve provided in the pipe for switching between a communication state and a cut-off state of the pipe;
A control unit that controls the replenishment of air into the ballast tank,
The control unit is
performing a floating control for floating the underwater device to the water surface in order to replenish the ballast tank with air;
The air pressure at the reference water level of the ballast tank is set to a reference air pressure, and when the air pressure in the ballast tank where the filling and discharging is performed falls below a threshold value set to be equal to or lower than the reference air pressure , the floating control is used to float the entire underwater equipment to the water surface, and the opening/closing valve is operated to open the piping, and air is replenished into the ballast tank from the outside through the piping.
Underwater equipment.
前記制御部は、前記浮上制御として、前記バラストタンクから水を排出し前記水中機器の浮力を増大させて前記水中機器を水面へ浮上させる、請求項1に記載の水中機器。The underwater device according to claim 1 , wherein the control unit performs the floating control by discharging water from the ballast tank to increase the buoyancy of the underwater device, thereby floating the underwater device to the water surface. 前記基準気圧は、大気圧である、請求項1又は2に記載の水中機器。 3. The underwater device according to claim 1 , wherein the reference pressure is atmospheric pressure. 前記水中機器は、水流により発電する水流発電装置である、請求項1~3の何れか一項に記載の水中機器。
The underwater device according to claim 1 , wherein the underwater device is a water current power generation device that generates power using a water current.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014214603A (en) 2013-04-22 2014-11-17 株式会社Ihi Ocean current power generation device
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